Использование и свойства лабораторной посуды
Стеклянная посуда — один из наиболее часто используемых инструментов в лаборатории, и ни один материал не может этого предсказать. Однако, чтобы лучше пользоваться стеклянной посудой, помимо основных навыков работы, важно также понимать свойства материала стеклянной посуды, что даст вам более глубокое представление о стеклянной посуде.
Общие свойства стекла
Основным сырьем для производства стекла являются кварцевый песок (SiO2), борная кислота (H3BO3) или бура (Na2B4O7 · 10H2O), известь (CaO), стеклянная стружка (стеклобой), фосфорная кислота (P2O5), щелочь (Ha2O, поставляемая NaNO3, Na2B4O7 и т. д.) и другое сырье, содержащее оксиды, такие как калий, магний, цинк и алюминий.
Стеклянные изделия обладают хорошей химической стойкостью к воде, соляным растворам, кислотам, основаниям и органическим растворителям и в этом отношении превосходят большинство пластмассовых изделий. Только плавиковая кислота и сильное основание или концентрированная фосфорная кислота при повышенных температурах разъедают стекло. Еще одной особенностью стеклянной посуды является стабильность формы (даже при повышенных температурах) и высокая степень прозрачности.
Особые свойства конкретного стекла
Для лабораторных применений можно выбрать множество различных типов стекла.
Натриево-кальциевое стекло
Натриево-кальциевое стекло (например, AR-Glas) имеет хорошие химические и физические свойства. Подходит для кратковременного воздействия химических реагентов и ограниченного применения при термическом ударе.
Боросиликатное стекло (БОРО3.3, БОРО 5.4)
Боросиликатное стекло обладает превосходными химическими и физическими свойствами. Как описано в международном стандарте DIN ISO 3585, первичное гидролизованное стекло имеет коэффициент линейного расширения 3.3 и подходит для применений, требующих превосходной химической и термической стойкости (включая устойчивость к термическому удару) и высокой механической стабильности. Это типичное стекло для химических инструментов, таких как круглодонные колбы а также мензурки и дозирующие продукты.
Использование стеклянных изделий
При использовании стекла необходимо учитывать устойчивость к термическому удару и механическим воздействиям. Необходимо соблюдать строгие меры безопасности:
Не смешивайте в горячем виде измеритель объема нагрева, мерный цилиндр или бутыль с реагентом.
При проведении экзотермической реакции, например, при разбавлении серной кислоты или растворении гидроксида натрия, обязательно продолжайте перемешивание и охлаждение реагентов, а также выберите подходящий контейнер, например коническую колбу, никогда не используйте градуированный цилиндр или мерную колбу.
Стеклянные инструменты ни в коем случае нельзя подвергать резким и сильным перепадам температуры. Вынимая стеклянный инструмент из горячей сушильной печи, не кладите его сразу на холодную или влажную поверхность.
Для применений, подвергающихся давлению, можно использовать только предназначенные для этой цели стеклянные инструменты. Например, бутылку-фильтр и сушилку можно использовать только после уборки пылесосом.
Химическая устойчивость
Химическое взаимодействие воды или кислоты со стеклом пренебрежимо мало; из стекла растворяются лишь очень небольшие количества, в основном одновалентные катионы. На поверхности стекла образуется очень тонкий, почти без пустот слой силикагеля, предотвращающий дальнейшую эрозию. Исключение составляют плавиковая кислота и горячая фосфорная кислота, поскольку эти две кислоты препятствуют образованию защитного слоя.
Химическое взаимодействие щелочи и стекла
Основание будет смотреть вниз на стекло и увеличиваться с увеличением концентрации и температуры. Боросиликатное стекло 3.3 ограничивает поверхность до уровня мкм. Конечно, по мере увеличения времени контакта все равно могут произойти изменения объема и/или повреждение окалины.
Устойчивость стекла к гидролизу
Гидролизованное стекло первой стадии может достигать первой ступени 5 уровней устойчивости к гидролизу в соответствии с DIN ISO 719 (98 ° C). Это означает, что стекло, имеющее размер частиц 300-500 мкм, подвергается воздействию воды при температуре 98°С в течение 1 часа, при этом растворяется менее 31 мкг Na 2 O/грамм стакана воды. Кроме того, стекло первичного гидролиза также достигло первой стадии трех уровней гидролиза DIN ISO 720 (121 °C). Это значит, что при воздействии воды при температуре 121°С в течение 1 часа гидролизуется менее 62 мкг Na 2 O/грамм стекла.
Толерантность к кислоте
Первичное гидролизованное стекло соответствует первому из четырех уровней стандартного допуска DIN 12 116. Первичное гидролизное стекло, также известное как кислотостойкое боросиликатное стекло, кипятят в 6N HCL в течение 6 часов с боковой поверхностью поверхности менее 0.7 мг/100 см 2 ; Больше DIN ISO 1776 Потери Na2O составляют менее 100 мкг Na2O/100 см2.
Устойчивость к щелочам
Стекло первичного гидролиза соответствует второму классу из трех щелочестойких марок стандарта DIN ISO 695. Эрозия, вызванная кипячением одного и того же объема гидроксида натрия (1 моль/л) и карбоната натрия (0.5 моль/л) в течение 3 часов, составила около 134 мг/100 см2.
Механическое сопротивление
Тепловая нагрузка
Вредные термические напряжения могут возникнуть во время производства и обработки стекла. При охлаждении расплавленного стекла переход из пластического состояния в твердое происходит между точками высокой и низкой температуры отжига. На этом этапе существующие термические напряжения должны быть устранены посредством тщательно контролируемого процесса возврата. После прохождения низкой точки отжига стекло может ускорить охлаждение без каких-либо значительных новых напряжений.
Реакция повторного нагрева стекла аналогична, например, путем прямого нагревания его собственным пламенем до точки, превышающей температуру заземления, неконтролируемого охлаждения или вызывания «замерзания» тепла, а также значительного снижения устойчивости стекла к разрушению. Способность и механическая стабильность. Чтобы снять присущие напряжения, стекло необходимо нагреть до температуры между высокой и низкой температурами отжига в течение примерно 30 минут, а затем охладить с заданной скоростью снижения температуры.
Устойчивость к перепадам температуры
Когда стекло нагревается до температуры ниже низкой температуры пламени, плохая теплопроводность и плохая теплопроводность могут вызвать напряжение и давление. Если из-за неправильной скорости нагрева или охлаждения стекло разобьется, превысит механическую силу, которую можно выдержать. Помимо коэффициента расширения, значение варьируется в зависимости от типа стекла, толщины стенок и формы стекла. Необходимо учитывать наличие царапин на стекле. Поэтому очень сложно указать точное значение защиты от теплового удара. Конечно, коэффициент теплового расширения стоит сравнить с тем, что первоклассное гидролизованное стекло более устойчиво к перепадам температур, чем стекло AR-Glas.
Механическое напряжение
С технической точки зрения упругие свойства стекла очень хорошие, то есть при превышении допуска напряжение и давление не вызывают деформации, а вызывают растрескивание. Натяжение, которое может выдержать стекло, относительно невелико и уменьшается при появлении царапины или разрыва в стекле. По соображениям безопасности стекло первичного гидролиза, используемое в механических и промышленных конструкциях, выдерживает напряжение до 6 Н/мм2.
Если вам нужна информация или у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с WUBOLAB, производитель лабораторной посуды.
